JP2019107839A - 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents

画像処理装置、画像処理方法及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】 記録媒体上に凹凸を形状する際に発現するバンディングを抑制するための処理を提供することを目的とする。【解決手段】 紫外線が照射されることによって硬化するインクを用いて記録媒体上に形成された凹凸の上に、紫外線が照射されることによって硬化するインクの層を形成するためのデータを生成する画像処理装置であって、前記インクの層は、前記凹凸を形成する場合にインクが吐出されてから硬化するまでの時間よりも、インクが吐出されてから硬化するまでの時間が長い条件において形成される層であって、前記記録媒体上に前記凹凸を形成した場合に前記凹凸の表面に生じる溝の深さに対応する情報を有する第1データを取得する取得手段と、前記第1データに基づいて、前記インクの層を形成するためのインクの積層の回数又はインクの記録量を表す第2データを生成する生成手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。【選択図】 図5

Description

本発明は、記録媒体上に凹凸を形成するための画像処理技術に関する。
従来、所望の凹凸や立体物を形成する方法として、彫刻機などを用いて素材を削りだす方法や、硬化性の樹脂や石膏などの材料を積層する方法が知られている。上述した方法によって形成されたレリーフやフィギュアなどの凹凸や立体物を観賞用途等に利用する場合、その形状の鋭さや滑らかさといった形状特性が、見え方や印象(以下、質感と呼ぶ)に大きな影響を与える。特許文献1は、凹凸及び立体物をインクジェット記録方式によって形成する方法を開示している。
特開2004−299058号公報
特許文献1においては、プリンタが有する複数の記録ヘッドからインク滴を吐出し、インク滴を積層することにより凹凸を形成している。一方で、インクジェットプリンタにおいては、インク吐出時の記録ヘッドの移動方向にスジムラが発生する。以下、このスジムラをバンディングと呼ぶ。よって、インクジェットプリンタを用いて凹凸を形成する際にも同様に、上述したバンディングが記録ヘッドの移動方向に水平な溝として発現するという課題がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、記録媒体上に凹凸を形状する際に発現するバンディングを抑制するための処理を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、紫外線が照射されることによって硬化するインクを用いて記録媒体上に形成された凹凸の上に、紫外線が照射されることによって硬化するインクの層を形成するためのデータを生成する画像処理装置であって、前記インクの層は、前記凹凸を形成する場合にインクが吐出されてから硬化するまでの時間よりも、インクが吐出されてから硬化するまでの時間が長い条件において形成される層であって、前記記録媒体上に前記凹凸を形成した場合に前記凹凸の表面に生じる溝の深さに対応する情報を有する第1データを取得する取得手段と、前記第1データに基づいて、前記インクの層を形成するためのインクの積層の回数又はインクの記録量を表す第2データを生成する生成手段と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、記録媒体上に凹凸を形状する際に発現するバンディングを抑制することができる。
画像処理装置1のハードウェア構成を示すブロック図 画像処理装置1の機能構成を示すブロック図 プリンタ14の構成を示す図 記録媒体上に形成された凹凸の層構造の例を示す模式図 凹凸の上に形成されたレベリング層の効果を説明するための模式図 画像処理装置1が実行する処理を示すフローチャート ユーザに提示するユーザインターフェースの一例を示す図 レベリングの積層数と印刷条件との対応関係を説明するための図 画像処理装置1の機能構成を示すブロック図 画像処理装置1が実行する処理を示すフローチャート 画像処理装置1の機能構成を示すブロック図 画像処理装置1が実行する処理を示すフローチャート 画像処理装置1の機能構成を示すブロック図
本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらに限定する趣旨のものではない。
[第1実施形態]
本実施形態においては、インクジェットプリンタを用いて凹凸を形成する際に生じるバンディングを、レベリングによって軽減する。
<画像処理装置1のハードウェア構成>
図1は、画像処理装置1のハードウェア構成例である。画像処理装置1は、例えばコンピュータであり、CPU101、ROM102、RAM103、汎用I/F(インターフェース)104、SATA(シリアルATA)I/F105、VC(ビデオカード)106を備える。CPU101は、RAM103をワークメモリとして、ROM102、HDD(ハードディスクドライブ)17などに格納されたOS(オペレーティングシステム)や各種プログラムを実行する。また、CPU101は、システムバス107を介して各構成を制御する。尚、後述するフローチャートによる処理は、ROM102やHDD17などに格納されたプログラムコードがRAM103に展開され、CPU101によって実行される。汎用I/F104には、シリアルバス12を介して、マウスやキーボードなどの入力デバイス13やプリンタ14が接続される。SATAI/F105には、シリアルバス16を介して、HDD17や各種記録メディアの読み書きを行う汎用ドライブ18が接続される。CPU101は、HDD17や汎用ドライブ18にマウントされた各種記録メディアを各種データの格納場所として使用する。VC106には、ディスプレイ15が接続される。CPU101は、プログラムによって提供されるUI(ユーザインターフェース)をディスプレイ15に表示し、入力デバイス13を介して得られたユーザの指示を表す入力情報を受信する。尚、画像処理装置1は、プリンタ14などの装置に含まれていてもよい。
<プリンタ14の構成>
以下、プリンタ14の構成について図3を用いて説明する。本実施形態におけるプリンタ14は、画像処理装置1から受け取ったデータに基づいて、記録媒体上に凹凸とレベリング層とを形成する。尚、プリンタ14には、紫外線(UV)が照射されることによって硬化するインクを搭載したUV硬化型インクジェットプリンタを使用する。ヘッドカートリッジ301には、複数の吐出口からなる記録ヘッドと、記録ヘッドに対してインクを供給するインクタンクと、記録ヘッドの各吐出口を駆動する信号を受信するためのコネクタと、が設けられている。インクタンクには、凹凸及びレベリング層を形成するためのクリアインクが格納されている。ヘッドカートリッジ301及びUVランプ315は、キャリッジ302に交換可能な形態で搭載されている。キャリッジ302には、コネクタを介してヘッドカートリッジ301に駆動信号等を伝達するためのコネクタホルダが設けられている。キャリッジ302は、ガイドシャフト303に沿って往復移動可能に構成される。具体的には、キャリッジ302は、主走査モータ304を駆動源として、モータプーリ305、従動プーリ306、タイミングベルト307等の駆動機構を介して駆動されるとともに、その位置及び移動が制御される。尚、本実施形態において、このキャリッジ302のガイドシャフト303に沿った移動を「主走査」といい、移動方向を「主走査方向」という。印刷用の記録媒体308は、ASF(オートシートフィーダ)310に載置されている。記録媒体308に凹凸を形成する際、給紙モータ311の駆動に伴いピックアップローラ312が回転し、ASF310から記録媒体308が一枚ずつ分離され、給紙される。更に、記録媒体308は、搬送ローラ309の回転によりキャリッジ302上のヘッドカートリッジ301の吐出口面と対向する記録開始位置に搬送される。搬送ローラ309は、ラインフィードモータ313を駆動源としてギアを介して駆動される。記録媒体308が供給されたか否かの判定と給紙時位置の確定は、記録媒体308がエンドセンサ314を通過した時点で行われる。キャリッジ302に搭載されたヘッドカートリッジ301は、吐出口面がキャリッジ302から下方へ突出して記録媒体308と平行になるように保持されている。動作制御部320は、CPUや記憶手段等から構成されており、外部からデータを受け取り、受け取ったデータに基づいて各パーツの動作を制御する。尚、本実施形態において、動作制御部320が受け取るデータは、後述する処理を経て画像処理装置1により生成された、インクのドット配置及び積層数を表す多値画像データである。
<プリンタ14による画像形成動作>
以下、動作制御部320によって制御される各パーツの凹凸及びレベリング層の形成動作について説明する。まず、凹凸を形成するために、記録媒体308が記録開始位置に搬送されると、キャリッジ302がガイドシャフト303に沿って記録媒体308上を移動する。その移動の際に記録ヘッドの吐出口よりクリアインクが吐出され、直後にUVランプ315が点灯してインクが硬化される。キャリッジ302がガイドシャフト303の一端まで移動すると、搬送ローラ309が所定量だけ記録媒体308をキャリッジ302の走査方向に垂直な方向に搬送する。本実施形態において、この記録媒体308の搬送を「紙送り」又は「副走査」と呼び、この搬送方向を「紙送り方向」又は「副走査方向」と呼ぶ。記録媒体308を所定量だけ副走査方向に搬送し終えると、キャリッジ302は再度ガイドシャフト303に沿って移動する。尚、記録ヘッドのキャリッジ302による走査を繰り返すことによって、クリアインクを記録媒体308上に積層させることができる。クリアインクの積層と紙送りとを交互に行うことによって、記録媒体308上に凹凸が形成される。次に、凹凸の上にレベリング層を形成するために、記録媒体308が記録開始位置に戻されると、凹凸を形成する際のプロセスと同様に、キャリッジ302がガイドシャフト303に沿って記録媒体308上を移動する。その移動の際に記録ヘッドの吐出口よりクリアインクが吐出され、キャリッジ302がガイドシャフト303の一端まで移動したところで所定時間待機する。待機後、再びキャリッジ302がガイドシャフト303に沿って記録媒体308上を移動し、この移動の際にUVランプ315が点灯して記録媒体上のインクが硬化される。インク吐出からUV露光によるインクの硬化までに待機時間を設けることによって、表面がレベリング(水平化)されたインク層を形成することができる。インクの吐出から硬化までにレベリングされる過程については後述する。このインク層の積層と紙送りとを交互に行うことによって、凹凸の上にレベリング層が形成される。尚、上述した凹凸の形成プロセスにおいて、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)各色のUV硬化型インクを吐出することにより、レベリング層の上にカラー画像を形成することも可能である。以下、説明を簡易にするため、プリンタ14の記録ヘッドはインク滴を吐出するか否かの2値によって制御されるものとする。上述したプリンタ14が受け取るデータは、吐出する(ON)/吐出しない(OFF)を制御するための解像度において画素値が保持されている。尚、プリンタ14は、記録媒体上に凹凸及びレベリング層が形成可能であれば、上述した動作及び記録方式に限定されるものではない。
<本実施形態において形成されるプリント物>
図4に、後述する処理を経て形成されるプリント物の断面の模式図を示す。図4(a)は再現対象とする凹凸の断面の模式図である。図4(b)におけるバンディング401は、凹凸を形成した際に発生したバンディングである。このバンディングは、記録ヘッドのノズル詰まりまたは紙送りピッチの僅かなズレによって発生する。図4(b)のようなバンディングが発生した場合は、図4(c)に示すように、レベリングを行うことによって形成された凹凸の上にレベリング層402を形成する。レベリングは、凹凸の形成時と比べてインクの吐出及び着弾からUV(紫外線)露光によるインクの硬化までの時間を長くすることによって、凹凸の表面を水平化(平滑化)することである。インクの吐出及び着弾からUV(紫外線)露光によるインクの硬化までの時間を長くすることによる平滑化の効果について、図5に示す模式図を参照して説明する。図5(a)におけるT1乃至T3は、記録媒体501に着弾したインク滴500が時間経過に伴い濡れ広がる様子を模式的に表したものである。図5(a)におけるT1は着弾直後の表面形状を示す模式図であり、時間が経過すると図5(a)におけるT2及びT3の破線部のようにインク滴500は濡れ広がり、表面がレベリングされる。その後、UV露光によってインクを硬化させることによって、T3の実線のように、表面がレベリングされた層(レベリング層)502の形成が可能になる。バンディングが発生した凹凸の上にレベリング層を形成した際の表面形状の変化を図5(b)のT1乃至T3に模式的に示す。図5(b)は、図5(a)の場合と同様に、着弾したインク滴が硬化するまでに経過する時間に応じてインク滴が濡れ広がる様子を示している。バンディングの近傍に着弾したインク滴が、T1乃至T3に示すように、溝に入り込むことによって、バンディングが軽減される。ここで、バンディングの軽減は、T3におけるバンディングの高さhが小さくなることを指す。
一般的に、所定領域に対して複数回の記録走査を行うマルチパス記録においては、記録走査の回数(パス数)が増加するほど紙送り(副走査)のばらつきは現れにくい。このため、バンディングによる溝の高さは小さく、バンディングは知覚されにくくなる。また、形成する凹凸の高さ(積層回数)に比例してバンディングも大きくなる為、凹凸が高い領域ほどバンディングが顕著に知覚される。本実施形態においては、バンディングの知覚されやすさがパス数及び凹凸の高さに応じていることを考慮して、凹凸を形成する際のパス数と形成される凹凸の高さとに基づいてレベリング層を形成するための積層回数を決定する。具体的には、パス数が多い、又は、形成する凹凸が低い場合は、レベリング層をより少ない積層回数で形成する。一方、パス数が少ない、又は、形成する凹凸が高い場合は、レベリング層をより多い積層回数で形成する。これにより、バンディングが視認されにくい場合には過剰にレベリングをすることがなくなり、バンディングが顕著に視認される場合には必要なレベリングを行うことができる。すなわち、凹凸及びレベリング層の形成にかかる時間やインクの消費量などのコストを削減することができる。以下において、上述した処理を実現するための画像処理装置1の機能構成及び処理の詳細を説明する。
<画像処理装置1の機能構成>
図2は、本実施形態における画像処理装置1の機能構成を示すブロック図である。上述した各種プログラムに含まれる画像処理アプリケーションが、CPU101からの指示に基づき実行する処理内容について、図2を参照して説明する。
画像処理装置1は、第1取得部201と、変換部202と、第2取得部203と、生成部204と、格納部205と、を有する。第1取得部201は、汎用I/F104を介したユーザからの指示に基づいて、形状データをHDD17や汎用ドライブ18にマウントされた各種記録メディアから取得する。形状データは、記録媒体上に形成する凹凸の形状に対応する多値情報が各画素に記録されたデータである。本実施形態における形状データは、各画素に基準面からの凹凸の高さが記録されている。ここで、基準面は記録媒体の表面とする。変換部202は、形状データの各画素に記録された高さを、インクの積層回数に変換する。第2取得部203は、汎用I/F104を介したユーザからの指示に基づいて、プリンタ14が凹凸を形成する際の印刷条件を表す条件データを取得する。生成部205は、レベリング層を形成するためのレベリングデータを生成する。格納部205は、インク層の1層の厚みを表す情報を含む各種情報を予め保持する。各部における詳細な処理については後述する。
<画像処理装置1が実行する処理>
図6は、本実施形態における画像処理装置1の処理内容を示すフローチャートである。以下、図6を参照して本実施形態における画像処理装置1の処理内容の詳細を説明する。尚、図6に示されるフローチャートによる処理は、ROM102に格納されたプログラムコードがRAM103に展開され、CPU101によって実行される。図6に示されるフローチャートは、CPU201が入力デバイス13を介して入力されたユーザからの指示を受け付けることにより開始する。以下、各ステップ(工程)は符号の前にSをつけて表す。
S10において、第1取得部201は形状データを取得する。形状データはHDD17など記憶装置に予め記録されているものとする。尚、形状データが複数存在する場合は、例えば、図7(a)に示すUIをディスプレイ15に表示し、入力デバイス13を介して受け付けるユーザからの指示に基づいて形状データを取得することが可能である。図7(a)に示す例においては、ユーザによって参照ボタン701が押下され、任意の形状データが選択された後、処理ボタン702が押下されることによって、第1取得部201は選択された形状データを取得する。また、処理はS20に移行される。ここで、形状データは、各画素に高さ情報を示す画素値が記録されたデータを指す。本実施形態における形状データは、8bitで表現された画素値が各画素に記録された1チャネルのグレースケール画像データである。具体的には、8bit(0〜255)に正規化された、高さ0〜2000μmの値が形状データの各画素に記録されているものとする。形状データは、公知のステレオ法を用いて予め生成しておく。ステレオ法は、左右に並べた2台のデジタルカメラを用いて再現対象物を撮像することによって得られた画像データに基づいて、三角測量の原理を利用して物体の3次元形状を取得する方法である。また、市販のモデリングソフトを用いてユーザによってデザインされた任意の凹凸を、2次元の画像データにレンダリングすることによって形状データを生成しても良い。尚、形状データは、凹凸を形成するためのデータであれば上記のデータ形式に限定されない。例えば、形状データの各画素には形成される凹凸における相対的な高さ情報が記録されていてもよい。この場合、入力デバイス13を介してユーザに指定された凹凸の最大高さに基づいて、第1取得手段201が相対的な高さ情報を実際に形成される凹凸の高さへ変換する形態であってもよい。
S20において、変換部202は、S10において取得された形状データに対し、凹凸を形成するプリンタ14の特性に応じたデータ変換を行う。具体的には、形状データの各画素に記録された高さ情報をインクの積層回数に変換する。本実施形態においては、インク層の1層の厚みを予め格納部205に保持させておき、保持された厚みを用いて各画素に記録された高さを除算することによって積層回数を導出する。1層の厚みを15μmとした場合、S10において取得された形状データの各画素値pに基づいて、積層回数nは式(1)により計算される。
Figure 2019107839
ここで、2000は凹凸の最大高さ、255は8bitで表現される値の最大値、15は1層の厚みである。である。尚、格納部205が形状データが表す高さごとに対応する積層数をテーブルとして保持し、変換部202が保持されたテーブルを参照して積層数を導出する形態でもよい。積層数は変換前に各画素に記録されていた高さの代わりに各画素に記録する。以下、本ステップにより得られた、積層数が記録されたデータを積層数データと呼ぶ。尚、画素値を変換するのではなく、形状データが表す高さに基づいて、各画素に積層数が記録された積層数データを生成してもよい。
S30において、第2取得部203は、プリンタ14が凹凸を形成する際の印刷条件を表す条件データを取得する。本実施形態における条件データは、プリンタ14が凹凸を形成する際のパス数を表す。第2取得部203は、UIをディスプレイ15に表示させ、入力デバイス13を介して受け付けるユーザ指示に基づいてパス数を表す条件データを取得する。図7(b)にディスプレイ15に表示するUIの一例を示す。図7(b)に示すUIにおいては、リストボックス703が押下されることによってパス数のリストが展開され、第2取得部203はユーザからの指示に基づいてリストからパス数を1つ選択する。さらに、第2取得部203は、処理ボタン704が押下されたことに応じて、選択されたパス数を条件データに記録し、S40へと処理を移行する。尚、パス数が増加するほどバンディングによる溝はより小さくなるが、後述するS40における凹凸の形成に掛かる時間は増加する。そのため、図7(c)のように、パス数が少ないモードを高速モード、パス数が多いモードを高画質モードと称して印刷モードの選択肢をユーザに提示し、ユーザの入力に応じたパス数を選択する形態であってもよい。図7(c)のUIを用いる場合は、高速モードと高画質モードとのどちらかが押下された後に処理ボタン705が押下されることにより、選択されたモードに対応するパス数を条件データに記録し、S40へと処理を移行する。尚、予め格納部205に保持させておいた所定のパス数を表す条件データを取得してもよい。また、本ステップの処理は、S10の前やS20の前に行ってもよい。また、形状データと条件データとを取得するためのUIをディスプレイ15に表示させることによって、S10とS30との処理を並行して行ってもよい。
S40において、生成部204は、レベリング層を形成するためのレベリングデータを生成する。レベリングデータは、各画素にレベリング層の積層回数が記録された1チャネルのグレースケール画像データとする。各画素に記録された画素値は8bitで表現される。生成部204は、凹凸の表面に生じる溝の深さに対応する情報に基づいて、レベリング層の積層回数を導出する。本実施形態において、凹凸の表面に生じる溝の深さに対応する情報は、形成する凹凸の最大高さ及び凹凸を形成する際のパス数である。レベリング層の積層回数の導出には、格納部205に予め保持されたLUT(ルックアップテーブル)を利用する。LUTに保持する最大高さ及びパス数と積層数との対応関係を図8(a)に示すグラフを用いて説明する。図8(a)のグラフは横軸を形成する凹凸の最大高さ、縦軸をレベリング層の積層回数とし、曲線801は4パス、曲線802は8パス、曲線803は16パスにそれぞれ対応している。図8(a)のグラフが示すように、凹凸の最大高さが高い程、あるいは、パス数が少ない程、バンディングを抑制する(溝をレベリングによって埋める)ためのレベリング層数を多くする。格納部205は、上述した対応関係が保持されたLUTを、図8(b)に示すようなデータ形式で保持している。本実施形態においては、レベリングデータの全ての画素にLUTを用いて得られた1つの積層数を記録する。LUTを生成するためには、先ず、1列目及び2列目に示す各種条件において凹凸の形成を行う。次いで、凹凸の上にレベリング層を1層毎に形成していく。レベリング層を1層積層するごとにバンディングの高さを計測し、計測された高さが所定閾値以下になったときのレベリング層数を図8(b)に示すLUTの3列目に記録する。以上の様にしてLUTを生成することができる。尚、LUTに保持されていない値は、公知の補間演算処理、あるいはクリッピング処理によって導出する。尚、形成する凹凸に含まれる高周波成分に対するプリンタ14の応答性(再現精度)の低下、あるいは画像の形成にかかる時間の増加等を考慮し、レベリング層の積層数は凹凸の積層数と比べて少ないことが望ましい。本実施形態においては、LUTを生成する際に、凹凸の積層数(高さ)の10%の積層数をレベリング層の積層数の上限として設けるものとする。尚、積層数は上述した方法以外によって導出する形態であっても構わない。例えば、形成する凹凸の高さまたはパス数の一方のみに基づいて導出しても良いし、凹凸の最大高さの代わりに凹凸の平均の高さを用いて導出してもよい。
本実施形態においては、凹凸の表面に生じる溝の深さに対応する情報として、凹凸を形成する際のパス数及び凹凸の高さを用いることによって、レベリング層の積層数を決める。凹凸の表面に生じる溝の深さに対応する情報は、凹凸を形成するインクの粘度であってもよい。溝の深さは、インクの粘度(濡れ広がりやすさ)からも影響を受ける。具体的には、凹凸を形成するインクの粘度が低い場合は、インクが濡れ広がりやすいため、溝は発生しづらい。一方で、凹凸を形成するインクの粘度が高い場合は、インクが濡れ広がりづらいため、溝が深くなる。したがって、凹凸を複数種類のインクを用いて形成する場合には、複数種類のインクの平均粘度や最大粘度と、レベリング層との積層回数との対応関係を保持するテーブルを用いることによってレベリング層の積層回数を決定する。また、凹凸の表面に生じる溝の深さに対応する情報は、予測される溝の深さであってもよい。予測される溝の深さは、記録媒体上に形成された凹凸の溝の深さを予め測定しておくことによって得られた測定結果であってもよいし、ユーザがUIを介して入力した情報であってもよい。
さらに、生成部204は、S20において得られた凹凸を形成するための積層数データと、本ステップにおいて生成したレベリング層を形成するためのレベリングデータと、に基づいて生成された出力用データをプリンタ14に出力する。具体的には、生成部204は、積層数データとレベリングデータとに基づいて、クリアインクの記録量を表す記録量データを生成する。さらに、クリアインクの記録量データに基づいて、公知の量子化処理及びパス分解処理を行うことによって、記録走査ごとのインクのドット配置を表すドット配置データ(出力用データ)を生成する。さらに、生成したドット配置データをプリンタ14に出力する。尚、ドット配置データのうち、凹凸を形成するためのデータであるかレベリング層を形成するためのデータであるかに応じてプリンタ14は露光条件を変えるため、どちらのドット配置データであるかの情報を出力用データに加えてプリンタ14に出力する。尚、生成部204は、積層数データ及びレベリングデータに公知の量子化処理及びパス分解処理を行わずにHDD17などの他の装置に出力してもよいし、ドット配置データをHDD17などの他の装置に出力してもよい。
<第1実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態における画像処理装置1は、記録媒体上に凹凸を形成した場合に凹凸の表面に生じる溝の深さに対応する情報を有するデータを取得する。取得したデータに基づいて、凹凸の上にインクの層を形成するためのインクの積層の回数又はインクの記録量を表すデータを生成する。このため、凹凸の上に形成されるレベリング層によって凹凸の表面に生じた溝を埋めることができる。よって、記録媒体上に凹凸を形状する際に発現するバンディングを抑制することができる。さらに、凹凸を形成する際の記録走査の回数、形成される凹凸の高さ、インクの粘度など、凹凸を形成する際の条件に基づいてレベリング層を形成するための積層回数を決定する。これにより、バンディングの程度に合わせたレベリングを行うことができるため、凹凸及びレベリング層の形成にかかる時間やインクの消費量などのコストを削減することができる。
<変形例>
第1実施形態においては、凹凸を形成するための積層数データとレベリング層を形成するためのレベリングデータとを生成する処理を説明したが、画像処理装置1がプリンタ14を制御して記録媒体上に凹凸とレベリング層とを形成する処理を行ってもよい。この場合、図13に示すように、画像処理装置1はプリンタ制御部1301をさらに有し、プリンタ制御部は上記の処理によって生成した積層数データ及びレベリングデータに基づいて、プリンタ14に凹凸とレベリング層とを形成させる。凹凸の形成を制御するステップは、S40の前に行ってもよいし、S40の後に行ってもよい。また、レベリング層の形成を制御するステップは、S40の処理及び凹凸の形成後に行う。
[第2実施形態]
第1実施形態においては、凹凸を形成する領域全体に対し、バンディングを軽減するためのレベリング層を一様に形成した。一方で、形成する凹凸には高周波な凹凸と低周波な凹凸とが含まれる場合がある。この場合、領域全体に対して一様にレベリング層を形成すると、詳細な形状が失われてしまい、結果的に高周波な凹凸に対するプリンタ14の応答性が低下してしまう。そこで、本実施形態においては、凹凸の形状を表す形状データを凹凸の高周波成分の形状を表す高周波形状データと、凹凸の低周波成分の形状を表す低周波形状データと、に分ける。高周波形状データと低周波形状データとに基づいて、低周波な凹凸及びレベリング層を形成した後、高周波な凹凸を最上層に形成する。本実施形態によれば、高周波な凹凸に対するプリンタの応答性の低下を抑えつつ、バンディングを軽減することができる。尚、本実施形態における画像処理装置1のハードウェア構成は第1実施形態のものと同等であるため、説明を省略する。以下において、本実施形態と第1実施形態とで異なる部分を主に説明する。
<画像処理装置1の機能構成>
図9に本実施形態における画像処理装置1の機能構成を示す。画像処理装置1は、第1取得部201と、変換部202と、第2取得部203と、生成部204と、格納部205と、第2生成部901と、を有する。本実施形態における第1取得部201乃至格納部205は第1実施形態における第1取得部201乃至格納部205と同様の機能を有するため、説明を省略する。第2生成部901は、形状データに基づいて、形成する凹凸の低周波成分の形状を表す低周波形状データと、形成する凹凸の高周波成分の形状を表す高周波形状データと、を生成する。
<画像処理装置1が実行する処理>
以下、本実施形態における画像処理装置1の処理内容を、図10に示すフローチャートを参照して説明する。
S210において、第1取得部201は、第1実施形態のS10と同様にして、形状データを取得する。S220において、第2生成部901は、形状データに対してハイパスフィルタ及びローパスフィルタを施すことによって、低周波形状データと、高周波形状データと、を生成する。尚、形成する凹凸を高周波成分と低周波成分とに分離できるのであれば、上記の処理に限定されない。例えば、形状データに対して移動平均フィルタ(ローパスフィルタ)による平滑化処理を施すことによって得られたデータを低周波形状データとする。さらに、形状データの各画素値から、対応する低周波形状データの各画素値を減算することによって得られた画素値の差を各画素に記録したデータを高周波形状データとしてもよい。尚、この減算処理によって高周波形状データの画素値にマイナスの値が生じた場合には、最小値が0になる様に全画素値にオフセットを与える。
S230において、変換部202は、第1実施形態のS20と同様にして、低周波形状データ及び高周波形状データの各画素に記録された高さ情報を積層数へ変換する。この変換処理は、低周波形状データ及び高周波形状データそれぞれについて行われる。S240において、第2取得部203は、第1実施形態のS30と同様にして、条件データを取得する。本実施形態においても、第1実施形態と同様に1つのパス数を表す条件データを取得し、凹凸の低周波成分を形成する場合と凹凸の高周波成分を形成する場合とにおいて条件データが表すパス数を適用する。尚、低周波成分の形成及び高周波成分の形成それぞれにパス数を設定してもよい。この場合、レベリング層の上に形成する凹凸の高周波成分はレベリング層によるバンディングの抑制効果が得られない為、高周波成分の形成にはより高いパス数を設定することが望ましい。
S250において、生成部204は、第1実施形態のS40と同様にして、レベリングデータを生成し、レベリングデータと低周波成分に対応する積層数データと高周波成分に対応する積層数データとを出力用データに変換してプリンタ14に出力する。尚、レベリングの積層数を決定する際に参照する形状データは、低周波形状データとする。
<第2実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態における画像処理装置1は、形成する凹凸を低周波成分と高周波成分とに分離する。これにより、凹凸の高周波成分についてはレベリング層の上に形成することができる。よって、レベリングによる高周波成分に対するプリンタの応答性低下を抑制し、且つ、バンディングを抑えることができる。
<変形例>
第2実施形態においては、凹凸を形成するための積層数データとレベリング層を形成するためのレベリングデータとを生成する処理を説明したが、画像処理装置1がプリンタ14を制御して記録媒体上に凹凸とレベリング層とを形成する処理を行ってもよい。この場合、第1実施形態と同様に、画像処理装置1はプリンタ制御部をさらに有し、プリンタ制御部は上記の処理によって生成した積層数データ及びレベリングデータに基づいて、プリンタ14に凹凸とレベリング層とを形成させる。形成の順番は、まず低周波な凹凸を記録媒体上に形成し、形成された低周波な凹凸の上にレベリング層を形成する。さらに、形成されたレベリング層の上に高周波な凹凸を形成する。
[第3実施形態]
第2実施形態においては、形状データを高周波形状データと低周波形状データとに分離することによって、凹凸の低周波成分及びレベリング層を形成した後、凹凸の高周波成分を最上層に形成した。本実施形態においては、形成する凹凸について、領域ごとに高周波成分を有しているか否かを判定する。判定の結果に基づいて、形成する凹凸に対応する領域を、高周波な凹凸を含む領域と高周波な凹凸を含まない領域とに分ける。そして、高周波な凹凸を含む領域以外にレベリング層を形成する。本実施形態によれば、局所的にレベリング層を形成することによって、レベリングによる高周波成分に対するプリンタの応答性低下を抑制し、且つ、バンディングを抑えることができる。さらに、レベリング層を形成する領域を減らすことができるため、インクの消費量を削減することができる。尚、本実施形態における画像処理装置1のハードウェア構成は第1実施形態のものと同等であるため、説明を省略する。以下において、本実施形態と第1実施形態とで異なる部分を主に説明する。
<画像処理装置1の機能構成>
図11に本実施形態における画像処理装置1の機能構成を示す。画像処理装置1は、第1取得部201と、変換部202と、第2取得部203と、生成部204と、格納部205と、第2生成部1101と、を有する。本実施形態における第1取得部201乃至格納部205は第1実施形態における第1取得部201乃至格納部205と同様の機能を有するため、説明を省略する。第2生成部1101は、形状データに基づいて、高周波な凹凸を含む領域に対応する高周波形状データと、高周波な凹凸を含まない領域に対応する非高周波形状データと、を生成する。
<画像処理装置1が実行する処理>
以下、本実施形態における画像処理装置1の処理内容を、図12に示すフローチャートを参照して説明する。
S310乃至S330において、第1取得部201、変換部202及び第2取得部303は、第1実施形態のS10乃至S30と同様の処理を行う。つまり、第1取得部201は形状データを取得し、変換部202は形状データを積層数データに変換し、第2取得部203は条件データを取得する。
S340において、第2生成部1101は、レベリング層を形成する領域とレベリング層を形成しない領域とを識別するためのマスクデータを生成する。レベリング層を形成する領域は、低周波な凹凸のみを有する領域Lに対応し、レベリング層を形成しない領域は、高周波な凹凸を有する領域Hに対応する。第2生成部1101は、まず、第2実施形態と同様にハイパスフィルタによって高周波形状データを生成し、所定の閾値を用いて高周波形状データに対して2値化処理を行う。2値化された高周波形状でデータに対して公知の膨張処理(モルフォロジー演算)を行うことによって、近傍にエッジを含む画素領域を抽出することができる。本実施形態においては、この近傍にエッジを含む画素領域を高周波な凹凸を有する領域とし、その他の領域を高周波な凹凸を有しない領域とする。この膨張処理によって、マスクデータのエッジ近傍において、レベリングを行う際のインクの濡れ広がりを考慮した余白を生成することができる。
S350において、生成部204は、マスクデータに基づいて、レベリング層を形成する領域のみにレベリングを行うようにレベリングデータを生成し、レベリングデータと積層数データとを出力用データに変換してプリンタ14に出力する。レベリングデータには、マスクデータにおいてレベリング層を形成する領域に対応する画素にのみ積層数を画素値として記録し、それ以外の画素には0を記録する。レベリングデータの生成方法については、第1実施形態のS40における方法と同様である。
<第3実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態における画像処理装置1は、形状データに対して領域分割を施し、局所的にレベリング層を形成するようにレベリングデータを生成する。これにより、レベリングによる高周波成分に対するプリンタの応答性低下を抑制し、且つ、バンディングを抑えることができる。さらに、レベリング層を形成する領域を減らすことができるため、インクの消費量を削減することができる。
<変形例>
第3実施形態においては、凹凸を形成するための積層数データとレベリング層を形成するためのレベリングデータとを生成する処理を説明したが、画像処理装置1がプリンタ14を制御して記録媒体上に凹凸とレベリング層とを形成する処理を行ってもよい。この場合、第1実施形態と同様に、画像処理装置1はプリンタ制御部をさらに有し、プリンタ制御部は上記の処理によって生成した積層数データ及びレベリングデータに基づいて、プリンタ14に凹凸とレベリング層とを形成させる。凹凸の形成を制御するステップはS320の後に行い、レベリング層の形成を制御するステップは、S350の後、かつ、凹凸が形成された後に行う。
[その他の実施形態]
上述した実施形態においては、凹凸とレベリング層との両方を形成したが、予め記録媒体上に形成されている凹凸の上にレベリングを行ってもよい。この場合、形状データの取得及び凹凸を形成するための積層数データの生成は行う必要はなく、取得した条件データに基づいてレベリングデータを生成する処理を行えばよい。
上述した実施形態においては、凹凸やレベリング層を形成するために積層数を表すデータを生成したが、凹凸やレベリング層を形成するためのデータは上記一例に限定されない。例えば、インクの記録量を表す記録量データであってもよいし、インクのドット配置を表すドット配置データであってもよい。
上述した実施形態においては、レベリング層を形成するために凹凸の最大高さ及びパス数とレベリング層の積層数との対応関係を保持するLUTを用いたが、LUTは上記一例に限定されない。例えば、凹凸の最大高さ及びパス数とレベリング層を記録するための記録量との対応関係を保持するLUTであってもよい。
上述した実施形態においては、凹凸のみをプリンタ14を用いて再現する形態を説明したが、凹凸に加えてカラー画像及び光沢画像を再現する形態であってもよい。例えば、形状データと同様にカラー画像データを取得し、カラー画像データが表すカラー画像に対して色分解及び量子化処理等の公知の画像処理を施す。画像処理の結果得られたカラーインクのドット配置データに基づいて、プリンタ14はレベリング層の上にカラー画像を形成する。この場合、プリンタ14は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のインクを搭載しているものとする。尚、カラーインクは上記の4色に限らず、ライトシアン、ライトマゼンタ、レッド、ブルー、グリーンなどのインクを搭載していてもよい。
上述した第1実施形態においては、レベリングデータの全ての画素に導出した積層数を記録したが、インク滴の濡れ広がりを考慮して、例えば、面積率70%の打ち込み量となるように画素に積層数を記録する形式でもよい。この場合、公知の誤差拡散法など、打ち込み量に基づく公知のHT処理技術を適用することができる。
上述した実施形態においては、凹凸を形成する際の印刷条件と同じ印刷条件においてレベリング層を形成する形態を説明したが、レベリング層を形成するためのパス数または記録開始位置を凹凸を形成する際と異なるように設定してもよい。レベリング層を形成するためのパス数または記録開始位置を凹凸を形成する際と異なるように設定することによって、凹凸とレベリング層とにおいてそれぞれ発生するバンディングの位相(位置)が重畳しない。このため、図5(b)に示したように溝を補填するインク滴500がバンディング近傍において疎になり、溝を埋められない状況を避けることができる。
上述した第3実施形態においては、形成する凹凸の領域を2つに分割し、レベリング層を局所的に形成する方法について説明したが、形成する凹凸の領域を3つ以上に分割して領域ごとに異なる積層数でレベリング層を形成してもよい。例えば、第3実施形態と同様にして設定した領域L及び領域Hに加え、バンディングの発現が予測される領域Bを予め設定し、領域Hと領域Bとが重なる領域を領域HBとする。領域HB、領域H、領域Lそれぞれに、積層数2×n、n、0、のレベリング層を形成する形態が考えられる。また、領域ごとに凹凸の積層数(高さ)を参照し、この積層数に応じてレベリング層の積層数を変更する形態をとることも可能である。
上述した実施形態においては、レベリング層及び凹凸の形成には共にクリアインクを利用したが、ホワイトインクなど他のインクを利用してもよい。例えば、凹凸の高さを短い時間で再現するために複数種類のインクを用いて凹凸を形成してもよいし、コストの低いインクや残量の多いインクを用いて凹凸を形成してもよい。カラーインクを用いてインクを形成する場合は、上からホワイトインクで覆うことによって、発色を防ぐことができる。ただし、レベリング層と凹凸との界面が知覚されないためには、レベリング層及び凹凸の形成には同一色のインクを利用することが望ましい。
上述した実施形態においては、UVの露光条件を凹凸を形成する場合とレベリング層を形成する場合とにおいて変えたが、レベリング層の形成にはインクの粘度に応じた濡れ広がりの違いを利用してもよい。例えば、凹凸を形成するためのインクよりも粘度が低いインクをレベリング層を形成するためのインクに用いることによって、露光条件を変えなくてもバンディングが抑制された平滑な表面を形成することができる。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
1 画像処理装置
203 第2取得部
204 生成部

Claims (21)

  1. 紫外線が照射されることによって硬化するインクを用いて記録媒体上に形成された凹凸の上に、紫外線が照射されることによって硬化するインクの層を形成するためのデータを生成する画像処理装置であって、
    前記インクの層は、前記凹凸を形成する場合にインクが吐出されてから硬化するまでの時間よりも、インクが吐出されてから硬化するまでの時間が長い条件において形成される層であって、
    前記記録媒体上に前記凹凸を形成した場合に前記凹凸の表面に生じる溝の深さに対応する情報を有する第1データを取得する取得手段と、
    前記第1データに基づいて、前記インクの層を形成するためのインクの積層の回数又はインクの記録量を表す第2データを生成する生成手段と、
    を有することを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記凹凸の表面に生じる溝の深さに対応する情報は、前記凹凸を形成するために前記記録媒体上の所定領域に対して行う記録走査の回数と、前記凹凸の高さと、前記凹凸を形成するために用いるインクの粘度と、の少なくとも1つであって、
    前記生成手段は、前記記録走査の回数と、前記凹凸の高さと、前記粘度と、の少なくとも1つに基づいて、前記第2データを生成することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 前記凹凸を形成するためのインクと、前記インクの層を形成するためのインクと、は同じインクであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像処理装置。
  4. 前記凹凸を形成するためのインクの記録量は、前記インクの層を形成するためのインクの記録量よりも多いことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  5. 前記取得手段は、前記記録走査の回数と、前記凹凸の高さと、を表す前記第1データを取得し、
    前記生成手段は、前記記録走査の回数と、前記凹凸の高さと、に基づいて、前記第2データを生成することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  6. 前記記録走査の回数が少なく、前記凹凸の高さが高い場合よりも、前記記録走査の回数が多く、前記凹凸の高さが低い場合の方が、前記インクの層を形成するためのインクの記録量が少ないことを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
  7. 前記生成手段は、前記記録走査の回数及び前記凹凸の高さと、前記インクの層を形成するためのインクの積層の回数又はインクの記録量と、の対応関係を保持するテーブルを用いることによって、前記第2データを生成することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の画像処理装置。
  8. 前記取得手段は、前記記録走査の回数を表す前記第1データを取得し、
    前記生成手段は、前記記録走査の回数に基づいて、前記第2データを生成することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  9. 前記記録走査の回数が少ない場合よりも、前記記録走査の回数が多い場合の方が、前記インクの層を形成するためのインクの記録量が少ないことを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。
  10. 前記生成手段は、前記記録走査の回数と、前記インクの層を形成するためのインクの積層の回数又はインクの記録量と、の対応関係を保持するテーブルを用いることによって、前記第2データを生成することを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の画像処理装置。
  11. 前記取得手段は、前記凹凸の高さを表す前記第1データを取得し、
    前記生成手段は、前記凹凸の高さに基づいて、前記第2データを生成することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  12. 前記凹凸の高さが高い場合よりも、前記凹凸の高さが低い場合の方が、前記インクの層を形成するためのインクの記録量が少ないことを特徴とする請求項11に記載の画像処理装置。
  13. 前記生成手段は、前記凹凸の高さと、前記インクの層を形成するためのインクの積層の回数又はインクの記録量と、の対応関係を保持するテーブルを用いることによって、前記第2データを生成することを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の画像処理装置。
  14. 前記凹凸の高周波成分に対応する領域と、前記凹凸の低周波成分に対応する領域と、を識別するためのマスクデータを取得する第2取得手段をさらに有し、
    前記生成手段は、前記マスクデータに基づいて、前記凹凸の低周波成分に対応する領域の上に前記インクの層を形成するための前記第2データを生成することを特徴とする請求項1乃至請求項13のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  15. 前記第2データに基づいて、前記凹凸の上に前記インクの層を形成するために、プリンタを制御する制御手段をさらに有することを特徴とする請求項1乃至請求項14のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  16. 紫外線が照射されることによって硬化するインクを用いて記録媒体上に形成された凹凸の上に、紫外線が照射されることによって硬化するインクの層を形成する画像形成装置であって、
    前記凹凸を形成するために前記記録媒体上の所定領域に対して行う記録走査の回数を表すデータを取得する取得手段と、
    前記データに基づいて、前記インクの層を形成する形成手段と、を有し、
    前記形成手段は、前記データが表す記録走査の回数が第1回数である場合と、前記データが表す記録走査の回数が前記第1回数とは異なる第2回数である場合と、において前記インクの層を形成するために前記凹凸の上の所定領域に対して行う記録走査の回数を異ならせることを特徴とする画像形成装置。
  17. 前記凹凸を形成するためのインクと、前記インクの層を形成するためのインクと、はクリアインクであることを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
  18. 紫外線が照射されることによって硬化するインクを用いて記録媒体上に形成された凹凸の上に、紫外線が照射されることによって硬化するインクの層を形成するために、インクを吐出する記録ヘッドと、紫外線を照射する照射手段と、を有するプリンタを制御する制御装置であって、
    前記インクの層を形成するためのインクの積層の回数又はインクの記録量を表すデータを取得する取得手段と、
    前記凹凸を形成する場合にインクが吐出されてから硬化するまでの時間よりも、インクが吐出されてから硬化するまでの時間を長くするように、前記照射手段を制御するための情報を保持する保持手段と、
    前記データに基づいて、前記記録ヘッドによるインクの吐出を制御し、前記情報に基づいて、前記照射手段による紫外線の照射を制御する制御手段と、
    を有することを特徴とする制御装置。
  19. コンピュータを請求項1乃至請求項15のいずれか一項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
  20. 紫外線が照射されることによって硬化するインクを用いて記録媒体上に形成された凹凸の上に、紫外線が照射されることによって硬化するインクの層を形成するためのデータを生成する画像処理方法であって、
    前記インクの層は、前記凹凸を形成する場合にインクが吐出されてから硬化するまでの時間よりも、インクが吐出されてから硬化するまでの時間が長い条件において形成される層であって、
    前記記録媒体上に前記凹凸を形成した場合に前記凹凸の表面に生じる溝の深さに対応する情報を有する第1データを取得する取得ステップと、
    前記第1データに基づいて、前記インクの層を形成するためのインクの積層の回数又はインクの記録量を表す第2データを生成する生成ステップと、
    を有することを特徴とする画像処理方法。
  21. 紫外線が照射されることによって硬化するインクを用いて記録媒体上に形成された凹凸の上に、紫外線が照射されることによって硬化するインクの層を形成するために、インクを吐出する記録ヘッドと、紫外線を照射する照射手段と、を有するプリンタを制御する制御方法であって、
    前記インクの層を形成するためのインクの積層の回数又はインクの記録量を表すデータを取得する取得ステップと、
    前記凹凸を形成する場合にインクが吐出されてから硬化するまでの時間よりも、インクが吐出されてから硬化するまでの時間を長くするように、前記照射手段を制御するための情報を保持する保持ステップと、
    前記データに基づいて、前記記録ヘッドによるインクの吐出を制御し、前記情報に基づいて、前記照射手段による紫外線の照射を制御する制御ステップと、
    を有することを特徴とする制御方法。
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